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JPH093032A - Integrating method for ammonia/urea - Google Patents

Integrating method for ammonia/urea

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Publication number
JPH093032A
JPH093032A JP8141490A JP14149096A JPH093032A JP H093032 A JPH093032 A JP H093032A JP 8141490 A JP8141490 A JP 8141490A JP 14149096 A JP14149096 A JP 14149096A JP H093032 A JPH093032 A JP H093032A
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JP
Japan
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ammonia
stream
urea
nitrogen
high pressure
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Application number
JP8141490A
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Japanese (ja)
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JP3811523B2 (en
Inventor
Vishnu Deo Singh
デオ シング ビシュヌ
Meghji N Shah
エヌ.シャー メグジ
Richard Bruce Strait
ブルース ストレイト リチャード
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MW Kellogg Co
Original Assignee
MW Kellogg Co
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Publication date
Application filed by MW Kellogg Co filed Critical MW Kellogg Co
Publication of JPH093032A publication Critical patent/JPH093032A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3811523B2 publication Critical patent/JP3811523B2/en
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    • C01C1/12Separation of ammonia from gases and vapours
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for joining ammonia to urea capable of reducing energy and investment.
SOLUTION: An ammonia/urea joining plant comprises an ammonia synthesis gas apparatus 26 for reacting a hydrocarbon supplying raw material with steam and air to form a CO2 gas flow and a synthesis gas supplying flow composed of hydrogen and nitrogen, an ammonia conversion apparatus 78 for blending a recycling flow with the synthesis gas supplying flow, sending the mixture to an ammonia synthesis reactor, recovering and ammonia flow and a purging flow and forming a cycling flow, a urea apparatus which is a urea apparatus for reacting a CO2 flow with the ammonia flow in the presence of oxygen for passivation and a small amount of nitrogen under relatively high pressure and forming urea and comprises a high-pressure cleaner 144 for separating oxygen and nitrogen from a urea-containing flow and forming a high-pressure nitrogen flow containing a small amount of oxygen, CO2 and ammonia and being higher than 14MPa, and a conduit for introducing the high-pressure nitrogen flow to an automatic thermal reformer 36 by compressed air.
COPYRIGHT: (C)1997,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、統合アンモニア/
尿素法に関し、詳しくは、尿素法からのパージ流をアン
モニア法の供給原料として供給するアンモニア/尿素統
合法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to integrated ammonia /
More particularly, it relates to an ammonia / urea integrated process in which a purge stream from the urea process is fed as a feedstock for the ammonia process.

【0002】[0002]

【従来の技術】尿素法で腐食を防止するために空気を用
いることは当分野で知られているが、そこに含まれてい
る酸素は装置の金属表面を不動態化する。殆どの場合、
尿素法に供給されるCO2 供給物が水素及び窒素を含む
こともよく知られている。尿素反応器に供給されるCO
2 供給物には空気を添加するのが典型的である。或る尿
素法では、CO2 供給物に含まれる水素を、工程に注入
された空気中の酸素と反応させる。別の方法では、水素
は工程中に残り、空気からの窒素及び他の不活性物と共
に工程から追出さなければならない一不活性物となる。
統合した方法では、アンモニア製造で合成ガス製造のた
めに圧縮した高圧空気の一部分を、尿素製造の金属不動
態化のために転用する。反応供給物流中の多量の不活性
物を次に反応流出物流から追出さなければならないこと
は分かるであろう。
The use of air to prevent corrosion in the urea process is known in the art, but the oxygen contained therein passivates the metal surface of the device. In most cases
It is also well known that the CO 2 feed fed to the urea process contains hydrogen and nitrogen. CO supplied to the urea reactor
2 Air is typically added to the feed. In some urea process, hydrogen contained in the CO 2 feed is reacted with oxygen in the air injected into the process. Alternatively, hydrogen remains in the process, leaving one inert that must be expelled from the process along with nitrogen and other inerts from the air.
In the integrated method, a portion of the high pressure air compressed for synthesis gas production in ammonia production is diverted for metal passivation in urea production. It will be appreciated that large amounts of inerts in the reaction feed stream must then be driven out of the reaction effluent stream.

【0003】尿素合成反応器から除去された高圧蒸気パ
ージ流は、未反応二酸化炭素及びアンモニアも含有す
る。そのような残留物は、カルバミン酸塩洗浄水を用
い、合成循環圧で操作される洗浄器中でカルバミン酸塩
として実質的に吸収される。高圧洗浄器から取り出され
た殆ど窒素及び残留アンモニアからなるパージ蒸気は、
一般に中間圧吸収器へ減圧される。中間圧吸収器は、パ
ージ蒸気中の残留アンモニア濃度を大気中へ放出するの
に適した水準まで減少させるためのプラント凝縮物洗浄
を用いている。
The high pressure vapor purge stream removed from the urea synthesis reactor also contains unreacted carbon dioxide and ammonia. Such a residue is substantially absorbed as carbamate in a scrubber operated with synthetic circulating pressure using carbamate wash water. The purge vapor, which consists of mostly nitrogen and residual ammonia, taken out from the high-pressure washer,
Generally, the pressure is reduced to an intermediate pressure absorber. Intermediate pressure absorbers use plant condensate scrubbing to reduce the residual ammonia concentration in the purge vapor to a level suitable for release to the atmosphere.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】エネルギー及び投資の
節約に関連して、高圧尿素合成パージ流の減圧を回避
し、残留アンモニアを大気中へ廃棄して除去するのに要
求される設備の必要性を無くすのが有利であろう。
The need for the equipment required to avoid depressurization of the high pressure urea synthesis purge stream and to discard and remove residual ammonia to the atmosphere in connection with energy and investment savings. It would be advantageous to eliminate

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】尿素合成循環工程から除
去された高圧パージガスを、アンモニアプラントの自動
熱的即ち二次改質器より上流の空気供給導管へ再循環す
る。かかる方法で、アンモニア合成循環工程への空気供
給物の一部分を、尿素パージガスにより補い、空気圧縮
機の圧縮エネルギーを節約し、尿素パージ流を大気中へ
廃棄できるように清浄にするためのアンモニア除去設備
を不必要にすることができる。
The high pressure purge gas removed from the urea synthesis cycle is recycled to the air supply conduit upstream of the autothermal or secondary reformer of the ammonia plant. In this way, a portion of the air feed to the ammonia synthesis cycle is supplemented with urea purge gas to conserve the compression energy of the air compressor and to remove the ammonia to clean the urea purge stream for disposal to the atmosphere. Equipment can be unnecessary.

【0006】第一の態様として、本発明は、統合アンモ
ニア/尿素プラントを与える。炭化水素供給原料と水蒸
気及び空気とを反応させ、CO2 流と、水素及び窒素を
含む合成ガス(syngas)補給流とを形成するために、直列
に、一次改質器及び自動熱的改質器、シフト転化器、凝
縮物ストリッパー、及びCO2 除去装置を含むアンモニ
ア合成ガス装置を配備する。合成経路を含むアンモニア
転化装置を配備して、再循環流と合成ガス補給流とを混
合し、アンモニア転化器供給物流を形成する。更に、ア
ンモニア合成経路工程は、アンモニア転化器供給物流を
アンモニア合成反応器へ送り、合成反応器からの流出物
からアンモニア流を回収し、その流出物流からパージ流
を回収し、再循環流を形成することを含んでいる。尿素
装置を配備して、不動態化に有効な量の酸素及び少量の
窒素の存在下で比較的高圧でCO 2 流とアンモニア流と
を反応させて尿素を形成する。尿素装置は、尿素含有流
から酸素及び窒素を分離して、少量の酸素、CO2 及び
アンモニアを含有する高圧窒素流を形成するための高圧
洗浄器を有する。高圧窒素流を圧縮空気で自動熱的改質
器へ導入するための導管を配備する。
In a first aspect, the present invention provides an integrated ammo
Provide near / urea plant. Hydrocarbon feedstock and steaming
Reacts with air and air to produce COTwoFlow and hydrogen and nitrogen
In series to form with syngas make-up stream containing
In addition, primary reformer and automatic thermal reformer, shift converter, coagulator
Condense stripper and COTwoAmmoni with removal device
Install a syngas device. Ammonia containing synthetic pathway
A converter is installed to mix the recycle stream with the syngas make-up stream.
To form an ammonia converter feed stream. In addition,
The ammonia synthesis route process requires the ammonia converter supply logistics.
Send to ammonia synthesis reactor, effluent from synthesis reactor
Ammonia flow is recovered from the
And recovering and forming a recycle stream. urea
The device should be deployed to provide a passivating effective amount of oxygen and a small amount of
CO at relatively high pressure in the presence of nitrogen TwoStream and ammonia stream
React to form urea. Urea device is a urea-containing flow
Oxygen and nitrogen are separated from theTwoas well as
High pressure to form a high pressure nitrogen stream containing ammonia
Has a washer. Automatic thermal reforming of high pressure nitrogen stream with compressed air
Provide a conduit for introduction into the vessel.

【0007】高圧窒素導管は、好ましくは空気圧縮機よ
り下流の圧縮空気導管へ直接連通し、前記高圧窒素導管
中の圧力が圧縮空気導管の圧力よりも大きい。尿素装置
は、高圧窒素流を処理するためのアンモニア除去設備を
もたず、高圧洗浄器からの窒素のための大気中への排気
口をもたないのが好ましい。
The high pressure nitrogen conduit preferably communicates directly with a compressed air conduit downstream of the air compressor, the pressure in said high pressure nitrogen conduit being greater than the pressure of the compressed air conduit. The urea unit preferably has no ammonia removal equipment to treat the high pressure nitrogen stream and no vent to atmosphere for nitrogen from the high pressure washer.

【0008】別の態様として、本発明は、アンモニアプ
ラントと尿素プラントの操作を統合するための方法を与
える。アンモニアプラントは、炭化水素供給原料と水蒸
気及び空気とを反応させ、CO2 流と、水素及び窒素を
含む合成ガス補給流とを形成するために、直列に、一次
改質器及び自動熱的改質器、シフト転化器、凝縮物スト
リッパー、及びCO2 除去装置を含むアンモニア合成ガ
ス装置を有する。アンモニア転化装置は、再循環流と合
成ガス補給流とを混合してアンモニア転化器供給物流を
形成し、そのアンモニア転化器供給物流をアンモニア合
成反応器へ供給し、その合成反応器からの流出物からア
ンモニア流を回収し、その流出物流からパージ流を回収
し、再循環流を形成する合成経路を含む。尿素プラント
は、不動態化に有効な量の酸素及び少量の窒素の存在下
で比較的高圧でCO2 流とアンモニア流とを反応させて
尿素を形成する尿素装置を有する。尿素装置は、尿素含
有流から酸素及び窒素を分離して、少量の酸素及びCO
2 を含有する高圧窒素流を形成するための高圧洗浄器を
有する。この方法は、高圧窒素流を圧縮空気で自動熱的
改質器へ導入するための工程を有する。
In another aspect, the present invention provides a method for integrating the operation of an ammonia plant and a urea plant. The ammonia plant reacts the hydrocarbon feedstock with steam and air to form a CO 2 stream and a syngas make-up stream containing hydrogen and nitrogen, in series, with a primary reformer and an autothermal reformer. quality device, a shift converter, having a condensate stripper, and ammonia synthesis gas system comprising CO 2 removing device. The ammonia converter mixes the recycle stream and the syngas make-up stream to form an ammonia converter feed stream, which feeds the ammonia converter feed stream to the ammonia synthesis reactor and the effluent from the synthesis reactor. From the effluent stream and a purge stream from the effluent stream to form a recycle stream. Urea plants have a urea unit that reacts a CO 2 stream with an ammonia stream at relatively high pressure in the presence of a passivating effective amount of oxygen and a small amount of nitrogen to form urea. The urea unit separates oxygen and nitrogen from the urea-containing stream to produce small amounts of oxygen and CO.
It has a high-pressure scrubber to form a high-pressure nitrogen stream containing 2 . The method comprises the steps of introducing a high pressure nitrogen stream with compressed air into an autothermal reformer.

【0009】アンモニア/尿素統合法で高圧窒素流によ
り、自動熱的改質器へ供給される窒素の少なくとも1%
を供給するのが好ましい。尿素装置は、工程窒素流を大
気中へ通気することを行わないのが好ましい。高圧洗浄
器は、好ましくは、自動熱的改質器よりも高い圧力で操
作し、高圧窒素流を空気圧縮機の排出口より下流で、自
動熱的改質器より上流の圧縮空気導管中へ直接供給す
る。高圧窒素流は、少なくとも70モル%の窒素、1〜
15モル%の酸素、1〜15モル%のアンモニア、1〜
10モル%のCO2 を含み、水は3モル%以下、水素は
100ppmv未満であるのが好ましい。
At least 1% of the nitrogen fed to the autothermal reformer by the high pressure nitrogen stream in the ammonia / urea integrated process.
Is preferably supplied. The urea unit preferably does not vent the process nitrogen stream to the atmosphere. The high pressure scrubber preferably operates at a higher pressure than the autothermal reformer and directs the high pressure nitrogen stream downstream of the air compressor outlet and into the compressed air conduit upstream of the autothermal reformer. Supply directly. The high pressure nitrogen stream is at least 70 mol% nitrogen, 1 to
15 mol% oxygen, 1-15 mol% ammonia, 1-
Preferably, it contains 10 mol% CO 2 , less than 3 mol% water and less than 100 ppmv hydrogen.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】アンモニアプラントへ供給原料と
して窒素に富む高圧ガス尿素合成パージ流を再循環する
(さもなくば大気中へ排気される。)ことは、アンモニ
ア合成に必要な工程圧縮エネルギーを節約し、尿素パー
ジ流を清浄にする必要性を無くす。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Recirculating a nitrogen-rich high pressure gas urea synthesis purge stream as feedstock to an ammonia plant (otherwise vented to atmosphere) provides process compression energy required for ammonia synthesis. Saves and eliminates the need to clean the urea purge stream.

【0011】図1〜2に関し、同じ番号は同様な流れ及
び装置を指しているが、本発明の統合アンモニア/尿素
法10は、尿素合成法12の廃棄物流をアンモニア合成
法14への補給供給原料として用いる。
1-2, the same numbers refer to similar streams and equipment, but the integrated ammonia / urea process 10 of the present invention uses the urea synthesis process 12 waste stream to supplement the ammonia synthesis process 14. Used as a raw material.

【0012】当分野でよく知られているように、上昇さ
せた温度及び圧力でアンモニアと二酸化炭素との反応に
より連続法で製造されている。アンモニアと二酸化炭素
とは液体アンモニア媒体中で直接化合させ、カルバミン
酸アンモニウムを形成し、次に連続したやり方でそのカ
ルバミン酸塩を脱水して尿素及び水を形成する。
As is well known in the art, it is produced in a continuous process by the reaction of ammonia and carbon dioxide at elevated temperature and pressure. Ammonia and carbon dioxide are combined directly in a liquid ammonia medium to form ammonium carbamate and then the carbamate is dehydrated in a continuous manner to form urea and water.

【0013】アンモニア対二酸化炭素比は、用いた工程
に依存する。CO2 ストリッピングに基づくよく知られ
たスタミカーボン(Stamicarbon)法では、約2.8:1
のアンモニア:二酸化炭素の反応物モル比が適切であ
る。CO2 ストリッピングに基づくトヨ・エンジニアリ
ング(Toyo Engineering)ACES法では、約4.0:1
のアンモニア:二酸化炭素のモル比が適切である。NH
3 ストリッピングを基にしたスナムプロゲッティー(Sna
mprogetti)法では、供給物中のアンモニア:二酸化炭素
のモル比は約3.6:1である。14〜15MPaの範
囲の圧力及び180〜195℃の温度では、1回通過当
たり約50〜70%のCO2 (制約反応物)の転化が得
られる。
The ratio of ammonia to carbon dioxide depends on the process used. The well-known Stamicarbon method based on CO 2 stripping is about 2.8: 1.
Ammonia: carbon dioxide reactant molar ratio is suitable. The Toyo Engineering ACES method based on CO 2 stripping is about 4.0: 1.
Ammonia: carbon dioxide molar ratio is appropriate. NH
3 Snapping based on stripping
In the mprogetti) method, the molar ratio of ammonia: carbon dioxide in the feed is about 3.6: 1. At pressures in the range of 14-15 MPa and temperatures of 180-195 ° C, about 50-70% CO 2 (restricted reactant) conversion is obtained per pass.

【0014】非常によく知られているように、アンモニ
アは、上昇させた温度及び圧力で水素及び窒素の供給原
料を触媒により化合させて製造するのが典型的である。
改質炉中で空気及び水蒸気の存在下で天然ガス供給物を
改質することにより、希望の化学量論的比率の水素及び
窒素を含むアンモニア合成ガスを製造する。改質法の副
生成物として、二酸化炭素が生成する。従って、アンモ
ニア製造では、尿素製造に必要な出発材料を生ずること
が分かる。
As is well known, ammonia is typically produced by catalytically combining hydrogen and nitrogen feedstocks at elevated temperatures and pressures.
Reforming a natural gas feed in the presence of air and steam in a reforming furnace produces an ammonia syngas containing the desired stoichiometric ratios of hydrogen and nitrogen. Carbon dioxide is produced as a by-product of the reforming method. Thus, it can be seen that ammonia production yields the starting materials needed for urea production.

【0015】本発明のアンモニア法14に特に関連し
て、導管18を通って空気圧縮機16へ導入された大気
圧の空気を二段階で圧縮する。そのような空気圧縮機
は、水蒸気動力、ガスタービン動力、又は電気モータ動
力(図示されていない)を用いるのが典型的である。第
一段階20から排出されたものの一部分を、尿素法12
中の不動態化用空気として供給するために、導管22を
通って取り出す。第一段階排出物の残りを、第二圧縮段
階24により圧縮し、導管28を通って合成ガス製造装
置26へ送る。導管28中の酸化剤流は、通常最初は加
熱コイル30で予熱し、そのコイルは炉積層体(図示さ
れていない)中に配置されているのが典型的である。予
熱した酸化剤は導管32を通って取り出す。
With particular reference to the ammonia method 14 of the present invention, atmospheric pressure air introduced into air compressor 16 through conduit 18 is compressed in two stages. Such air compressors typically use steam power, gas turbine power, or electric motor power (not shown). A portion of what is discharged from the first stage 20 is a urea method 12
Withdraw through conduit 22 for delivery as passivation air therein. The remainder of the first stage effluent is compressed by the second compression stage 24 and sent via conduit 28 to the syngas production unit 26. The oxidant stream in conduit 28 is typically initially preheated by heating coil 30, which coil is typically located in a furnace stack (not shown). The preheated oxidant is removed through conduit 32.

【0016】合成ガス装置26は、一次改質炉34及び
二次自動熱的改質器36から構成されているのが典型的
である。典型的には天然ガスからなる圧縮炭化水素供給
物流38を、導管40を通って導入された水蒸気と混合
し、導管42を通って炉34の輻射線室(図示されてい
ない)中に位置する反応コイル(図示されていない)へ
送る。炉34では炭化水素(メタン)供給物流を予熱
し、水蒸気の存在下で改質して水素、一酸化炭素、及び
二酸化炭素を生成する。
The syngas unit 26 typically comprises a primary reforming furnace 34 and a secondary autothermal reformer 36. A compressed hydrocarbon feed stream 38, typically composed of natural gas, is mixed with steam introduced through conduit 40 and is located through conduit 42 in a radiation chamber (not shown) of furnace 34. Send to reaction coil (not shown). The furnace 34 preheats the hydrocarbon (methane) feed stream and reforms it in the presence of steam to produce hydrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide.

【0017】炉34からの流出物流を、導管44を通っ
て自動熱的即ち二次改質器36へ送り、更に改質反応を
行わせる。しかし、一次改質器流出物流44を自動熱的
即ち二次改質する前に、酸化剤(例えば、空気)流32
の一成分として希望の化学量論的量の窒素を添加する。
The effluent stream from furnace 34 is sent via conduit 44 to an autothermal or secondary reformer 36 for further reforming reactions. However, before the autothermal or secondary reforming of the primary reformer effluent stream 44, the oxidant (eg, air) stream 32
Add the desired stoichiometric amount of nitrogen as one component.

【0018】本発明を、一例として図1に例示した合成
ガス法に関連してここで記述するが、本発明は、同様に
他の合成ガス製造方式、例えば、ル・ブラン(Le Blanc)
への米国特許第5,011,625号及びシレズ(Shire
s)等への米国特許第4,479,925号明細書(それ
らの記載は言及することによりここに入れる)に記載の
通り、一次炉を自動熱的改質器からの流出物によって加
熱する方法のような製造方式にも適用し得る。
Although the present invention will be described herein in connection with the synthesis gas process illustrated in FIG. 1 by way of example, the present invention also refers to other synthesis gas production processes, such as Le Blanc.
US Pat. No. 5,011,625 to Shire and Shire
s) et al., heating the primary furnace with the effluent from the autothermal reformer as described in U.S. Pat. No. 4,479,925, which descriptions are incorporated herein by reference. It can also be applied to a manufacturing method such as a method.

【0019】本発明を実施する際、尿素合成循環工程4
6から導管48を通って取り出された高圧尿素合成パー
ジ流を、予熱された酸化剤流32と一緒にし、導管50
を通って自動熱的改質器36へ供給する。尿素合成パー
ジ流48は、主に窒素を含み、少量の酸素、アンモニ
ア、及びCO2 を含む。流れ48からの酸素、窒素、及
びCO2 は、改質器36中での通常の反応物及び(又
は)不活性物である。存在する少量のアンモニアは、窒
素及び水素へ転化されると考えられ、改質反応又はシフ
ト転化反応に悪影響を与えることはない。
In carrying out the present invention, the urea synthesis circulation step 4
The high pressure urea synthesis purge stream withdrawn from 6 through conduit 48 is combined with the preheated oxidant stream 32 and conduit 50
To the automatic thermal reformer 36. Urea synthesis purge stream 48 contains primarily nitrogen and small amounts of oxygen, ammonia, and CO 2 . Oxygen, nitrogen, and CO 2 from stream 48 are the usual reactants and / or inerts in reformer 36. The small amount of ammonia present is believed to be converted to nitrogen and hydrogen and does not adversely affect the reforming or shift conversion reactions.

【0020】自動熱的即ち二次改質器36から導管52
を通って取り出された流出物流は、熱回収装置54、水
素のためのCO転化用シフト反応器56、CO2 回収装
置58、メタン化装置60を通過させ、残留CO、CO
2 、水、及び他の望ましくない成分を除去する。
From the automatic thermal or secondary reformer 36 to conduit 52.
The effluent stream withdrawn through is passed through a heat recovery device 54, a CO conversion shift reactor 56 for hydrogen, a CO 2 recovery device 58, a methanation device 60 and residual CO, CO
2. Remove water and other unwanted constituents.

【0021】このようにして完成した合成ガス流を、ア
ンモニア合成循環工程64への補給合成ガスとして導管
62を通って導入する。図1に例示したアンモニア合成
法の例では、補給合成ガス流62は、二段階アンモニア
合成圧縮機66により圧縮する。しかし、圧縮する前に
その補給合成ガス流62を、アンモニアパージガス水素
回収装置72によりアンモニア合成循環パージ流70か
ら分離された水素流68と一緒にする。
The thus completed syngas stream is introduced through conduit 62 as make-up syngas to ammonia synthesis cycle 64. In the example ammonia synthesis method illustrated in FIG. 1, the makeup syngas stream 62 is compressed by a two-stage ammonia synthesis compressor 66. However, prior to compression, the makeup syngas stream 62 is combined with the hydrogen stream 68 separated from the ammonia synthesis recycle purge stream 70 by the ammonia purge gas hydrogen recovery unit 72.

【0022】第一圧縮段階74からの流出物ガスを、導
管76を通って導入されたアンモニア再循環ガスと一緒
にする。一緒にしたアンモニア合成ガス流を、次に第二
圧縮段階80によりアンモニア転化器78の操作圧力ま
で圧縮する。アンモニア転化器78からの流出物ガスを
導管82を通り低温アンモニア回収装置84へ導入す
る。アンモニア生成物から分離された合成ガスを、導管
86を通って再循環する。但しパージ水素回収装置72
へ供給すべく導管70を通って除去したパージ流を除
く。水素に乏しいパージ流88を、水素回収装置72か
ら取り出し、燃料ガスとして用いる。アンモニア供給物
流を、導管90を通り尿素プラント12へ送る。
The effluent gas from the first compression stage 74 is combined with the ammonia recycle gas introduced through conduit 76. The combined ammonia syngas stream is then compressed by the second compression stage 80 to the operating pressure of the ammonia converter 78. The effluent gas from the ammonia converter 78 is introduced into the low temperature ammonia recovery device 84 via conduit 82. The syngas separated from the ammonia product is recycled through conduit 86. However, the purge hydrogen recovery device 72
The purge stream removed through conduit 70 to feed The hydrogen-poor purge stream 88 is withdrawn from the hydrogen recovery system 72 and used as fuel gas. The ammonia feed stream is sent to the urea plant 12 via conduit 90.

【0023】本発明は、上述の慣用的処理方式のアンモ
ニア合成法に限定されるものではないことが分かる。他
の処理機構を用いることもできる。他のアンモニア合成
法の例は、マンデリク(Mandelik)等への米国特許第4,
568,530号、ファン・ディジク(van Dijk)等への
米国特許第4,568,531号、及びベナー(Benner)
等への米国特許第4,568,532号明細書(それら
の記載は言及することによりここに入れる)に見出せ
る。アンモニア転化器設計及び触媒組成物に関する更に
別の記述は、フォスター(Foster)等への米国特許第4,
163,775号、マクカロール(McCarroll)等への米
国特許第4,122,040号及び第4,055,62
8号明細書(それらの記載は言及することによりここに
入れる)に見出せる。
It will be appreciated that the present invention is not limited to the conventional process of ammonia synthesis described above. Other processing mechanisms can also be used. Other examples of ammonia synthesis methods are described in US Pat. No. 4, Mandelik et al.
568,530, U.S. Pat. No. 4,568,531 to van Dijk et al., And Benner.
, US Pat. No. 4,568,532, the disclosures of which are hereby incorporated by reference. Further description of ammonia converter design and catalyst composition can be found in US Pat.
163,775, U.S. Pat. Nos. 4,122,040 and 4,055,62 to McCarroll et al.
No. 8 (their descriptions are incorporated herein by reference).

【0024】尿素法12へ戻って、腐食に対する不動態
化用空気流22は、上述の通り、アンモニア法空気圧縮
機16の第一段階20から取り出すのが好ましく、導管
92を通って導入された二酸化炭素補給流と一緒にし、
尿素合成循環工程46へ供給する。二酸化炭素補給流9
2は、CO2 回収装置58の生成物流として供給するの
が好ましい。例えば、尿素合成循環工程46への二酸化
炭素補給流92は、一般に約1.3体積%の最大水素濃
度を有する(40℃、1.667KPa絶対圧)。
Returning to the urea process 12, the corrosion passivating air stream 22 is preferably taken from the first stage 20 of the ammonia process air compressor 16 and introduced through conduit 92, as described above. With the carbon dioxide make-up stream,
It is supplied to the urea synthesis circulation step 46. Carbon dioxide replenishment flow 9
2 is preferably supplied as a product stream of the CO 2 recovery device 58. For example, the carbon dioxide make-up stream 92 to the urea synthesis cycle 46 typically has a maximum hydrogen concentration of about 1.3% by volume (40 ° C., 1.667 KPa absolute).

【0025】不動態化用空気と補給CO2 とを一緒にし
た流れを、導管94を通りCO2 圧縮機96へ送る。典
型的には、多段階遠心分離装置であるCO2 圧縮機96
は、その一緒にした流れ94を15MPa〔絶対圧
(a)〕程度の圧力へ圧縮する。圧縮したCO2 含有流
を、次に導管98を通って取り出し、水素除去装置10
0へ送る。補給CO2 中に存在していた水素は、水素転
化器100中で触媒による燃焼により約10ppmvよ
り低い濃度まで除去され、この場合空気の一部分はその
転化工程のための酸素を与える。本質的に水素を含まな
い空気含有CO2 補給流を導管102を通って取り出
す。
The combined flow of passivating air and make-up CO 2 is sent through conduit 94 to a CO 2 compressor 96. Typically a CO 2 compressor 96, which is a multi-stage centrifuge.
Compresses the combined stream 94 to a pressure of the order of 15 MPa [absolute pressure (a)]. The compressed CO 2 containing stream is then withdrawn through conduit 98 and used to remove hydrogen 10
Send to 0. Hydrogen present in the make-up CO 2 is removed by catalytic combustion in the hydroconverter 100 to a concentration below about 10 ppmv, where a portion of the air provides oxygen for the conversion process. An essentially hydrogen-free airborne CO 2 make- up stream is withdrawn via conduit 102.

【0026】水素を除去した圧縮CO2 /空気流102
は、尿素合成循環工程圧力で操作されるストリッピング
熱交換器104へ送るのが好ましい。ストリッピング熱
交換器104は、導管106を通って供給された液体尿
素合成流出物流から未反応のアンモニア及びカルバミン
酸塩を除去する。ストリッパー104は、垂直降下膜熱
交換器であるのが典型的であり、管108の表面で気液
接触が行われる。ストリッパー104は導管112を通
って殻側に供給された工程水蒸気により再沸騰され、凝
集物は導管114を通って除去される。アンモニア及び
二酸化炭素が乏しくなった水性尿素生成物流を、ストリ
ッパー104から導管116を通って取り出す。尿素生
成物流116を、次に減圧弁118により減圧し、導管
120を通って尿素精製装置(図示されていない)へ供
給する。凝集物流114はボイラーへ再循環するのが典
型的である。
Compressed CO 2 / air stream 102 dehydrogenated
Is preferably sent to the stripping heat exchanger 104 operated at the urea synthesis cycle pressure. Stripping heat exchanger 104 removes unreacted ammonia and carbamates from the liquid urea synthesis effluent stream fed through conduit 106. Stripper 104 is typically a vertical falling film heat exchanger, with gas-liquid contact at the surface of tube 108. Stripper 104 is reboiled by process steam supplied to the shell side through conduit 112 and agglomerates are removed through conduit 114. The aqueous urea-depleted aqueous urea product stream is withdrawn from stripper 104 through conduit 116. Urea product stream 116 is then depressurized by pressure reducing valve 118 and fed through conduit 120 to a urea refiner (not shown). The aggregate stream 114 is typically recycled to the boiler.

【0027】少量の空気及びアンモニアを含有する補給
二酸化炭素を、ストリッパー104の塔頂から取り出
し、導管122を通って、一般に尿素合成循環工程圧力
で操作されている殻・管型カルバミン酸塩凝縮器124
へ送る。カルバミン酸塩凝縮器124では、導管126
を通って導入された高圧液体補給アンモニア流及び二酸
化炭素流122を管側で冷却条件で接触させ、凝縮した
カルバミン酸塩反応生成物を生成させる。同時に、カル
バミン酸塩形成熱が、導管130を通って凝縮器124
の殻側へポンプで送られたボイラー供給水へ放散され
る。凝縮器124で生成した水蒸気を、導管134を通
って取り出し、プラントで広範囲に利用する。凝縮した
カルバミン酸塩流出物流を凝縮器124から塔底物とし
て取り出し、導管138を通って尿素反応器136へ供
給する。
Make-up carbon dioxide containing small amounts of air and ammonia is withdrawn from the top of stripper 104 and is passed through conduit 122 to a shell and tube carbamate condenser, which is typically operated at urea synthesis cycle pressure. 124
Send to In the carbamate condenser 124, the conduit 126
The high pressure liquid make-up ammonia stream and the carbon dioxide stream 122 introduced through the tube are contacted on the tube side under cooling conditions to produce a condensed carbamate reaction product. At the same time, the heat of carbamate formation passes through conduit 130 to condenser 124.
It is released to the boiler feedwater pumped to the shell side of. The water vapor produced in condenser 124 is withdrawn through conduit 134 for extensive use in the plant. The condensed carbamate effluent stream is withdrawn from the condenser 124 as bottoms and is fed to the urea reactor 136 via conduit 138.

【0028】尿素反応器136は、適当な尿素合成条件
で操作され、典型的にはカルバミン酸塩形成反応よりも
遅い反応である液体カルバミン酸塩の尿素及び水への脱
水を促進するのに必要な滞留時間を与える大きな垂直の
容器からなる。反応器136は、限定された内部混合を
用いた実質的に閉鎖流条件で操作される。水性尿素及び
未反応カルバミン酸塩を含有する生成流出物流を、反応
器136の上部からサイフォン導管140により取り出
し、導管106を通って上述のストリッパー104へ送
る。
The urea reactor 136 is operated at appropriate urea synthesis conditions and is necessary to facilitate the dehydration of liquid carbamate to urea and water, which is typically a slower reaction than the carbamate formation reaction. It consists of a large vertical container that gives a good residence time. Reactor 136 operates at substantially closed flow conditions with limited internal mixing. The product effluent stream containing aqueous urea and unreacted carbamate is withdrawn from the top of reactor 136 by siphon conduit 140 and passed through conduit 106 to stripper 104 described above.

【0029】補給CO2 中の主に反応器136へ導入さ
れた空気からなる蒸気パージ流を、導管142を通り反
応器136の塔頂から取り出す。パージ流142を、尿
素合成循環工程の圧力とほぼ同じ圧力で操作されている
高圧洗浄器144で洗浄し、実質的に残留二酸化炭素及
びアンモニアを除去する。高圧洗浄器144は、上方充
填領域146及び下方熱交換領域148を有する。流れ
142は、最初上方充填領域146の近辺を通り、エク
スプロージョン・ドーム(explosion dome)を通って直接
熱交換し、次に下方熱交換領域148中へ入って、そこ
でアンモニア及びCO2 が凝縮し、カルバミン酸塩を形
成する。カルバミン酸塩形成熱は、導管154及び15
6を通って熱交換領域148の殻側を循環する急冷され
た冷却用水へ放散される。凝縮物及び非凝縮蒸気は下方
熱交換領域148から上方充填領域146の下端へ上昇
する。蒸気は、それらが充填領域146を通って上昇す
る間に、導管147を通って充填領域146の頂部近く
へ導入されたカルバミン酸塩溶液と向流状に接触させ、
残留アンモニア及びCO2 を実質的に除去する。例え
ば、流れ120からの尿素生成物の回収で凝縮した再循
環カルバミン酸塩として流れ147が得られるが、どの
ような適当な水性流になっていてもよい。このようにし
て残留アンモニア及びCO2 が実質的に洗浄除去された
パージ流142を、自動熱的改質器36への供給につい
て上で述べたように、導管48を通って取り出す。カル
バミン酸塩溶液を、充填領域146の底から取り出し、
導管152を通り、カルバミン酸塩凝縮器124を経て
尿素反応器136へ戻す。
A vapor purge stream consisting primarily of air introduced into reactor 136 in make-up CO 2 is withdrawn from the top of reactor 136 via conduit 142. The purge stream 142 is washed in a high pressure washer 144, which is operated at about the same pressure as the urea synthesis cycle, to substantially remove residual carbon dioxide and ammonia. The high pressure washer 144 has an upper fill region 146 and a lower heat exchange region 148. Stream 142 first passes near upper fill region 146 to directly exchange heat through an explosion dome and then into lower heat exchange region 148 where ammonia and CO 2 are condensed. Form a carbamate. The heat of carbamate formation is provided by conduits 154 and 15
It is dissipated into the quenched cooling water circulating through the shell side of the heat exchange area 148 through 6. Condensate and non-condensed vapor rise from the lower heat exchange zone 148 to the lower end of the upper fill zone 146. The vapors come into countercurrent contact with the carbamate solution introduced through conduit 147 near the top of fill region 146 as they rise through fill region 146,
Residual ammonia and CO 2 are substantially removed. For example, stream 147 is obtained as recycled carbamate condensed with the recovery of the urea product from stream 120, but can be any suitable aqueous stream. Purge stream 142, thus substantially scrubbed of residual ammonia and CO 2, is withdrawn via conduit 48, as described above for feed to autothermal reformer 36. Remove the carbamate solution from the bottom of the fill area 146,
Return to urea reactor 136 through conduit 152, through carbamate condenser 124.

【0030】返送カルバミン酸塩流152は、高圧洗浄
器144から引き出し、作動流体として高圧液体アンモ
ニア補給流90を用いた放出器158を用いて高圧凝縮
器124へ送るのが好ましい。アンモニア補給流90及
び返送カルバミン酸塩流152からなる放出器流出物流
を、導管126を通りカルバミン酸塩凝縮器124へ送
る。
Return carbamate stream 152 is preferably drawn from high pressure scrubber 144 and sent to high pressure condenser 124 using an ejector 158 using high pressure liquid ammonia make-up stream 90 as the working fluid. The emitter effluent stream consisting of ammonia make-up stream 90 and returning carbamate stream 152 is sent through conduit 126 to carbamate condenser 124.

【0031】本発明の別の態様として、アンモニア補給
流90は、導管160により高圧ストリッパー104へ
導入し、尿素合成流出物流106からCO2 及びカルバ
ミン酸塩をストリップしてもよく、この場合、スナムプ
ロゲッティー法のように、CO2 /空気補給流102
は、水素燃焼器100から導管162を通って反応器1
36へ送る。
In another aspect of the invention, ammonia make-up stream 90 may be introduced into high pressure stripper 104 by conduit 160 to strip CO 2 and carbamate from urea synthesis effluent stream 106, in which case the snum. CO 2 / air make-up stream 102 as in the Progetty process
From the hydrogen combustor 100 through conduit 162 to reactor 1
Send to 36.

【0032】図2から分かるように、従来法の工程20
0を行う場合に比較して、パージ流48を、中間圧洗浄
装置202により低い圧力で更に洗浄し、空気及び低濃
度のアンモニア及びCO2 を含むパージ流48を大気中
へ放出できるように調整する。パージ装置202は、パ
ージガス48中に残留するアンモニア含有量を更に減少
させるためにプラント凝縮物を用いる。パージ流48は
減圧弁203により約0.4MPa(絶対圧)までの圧
力へ減圧し、導管206により中間圧吸収器204へ導
入する。中間圧吸収器204は、二つの充填領域20
8、210を有する垂直殻からなる。充填領域210で
は、低圧パージガス206を、導管212を通って導入
されたプラント凝縮物の噴霧と向流状に接触させる。充
填領域208では、充填領域210から上昇する流出物
ガスを、凝縮物冷却器(図示されていない)から導管2
14を通って導入された水流と向流状に接触させる。ア
ンモニアに乏しくなった窒素及び酸素の流れが導管21
6を通って得られ、大気中へ排出する。
As can be seen from FIG. 2, the conventional process 20 is used.
As compared with the case where 0 is performed, the purge stream 48 is further cleaned by the intermediate pressure cleaning device 202 at a low pressure, and the purge stream 48 containing air and low concentrations of ammonia and CO 2 is adjusted to be released into the atmosphere. To do. Purge device 202 uses the plant condensate to further reduce the residual ammonia content in purge gas 48. The purge flow 48 is decompressed by the pressure reducing valve 203 to a pressure up to about 0.4 MPa (absolute pressure) and introduced into the intermediate pressure absorber 204 by the conduit 206. The intermediate pressure absorber 204 has two filling areas 20.
It consists of a vertical shell with 8,210. In the fill region 210, the low pressure purge gas 206 is brought into countercurrent contact with the spray of plant condensate introduced through conduit 212. In the fill zone 208, the effluent gas rising from the fill zone 210 is passed from a condensate cooler (not shown) to the conduit 2
The water flow introduced through 14 is contacted countercurrently. The flow of nitrogen and oxygen depleted in ammonia is in conduit 21.
It is obtained through 6 and discharged into the atmosphere.

【0033】吸収器204の底から凝縮流出物を取り出
し、導管218を通って保持タンクへ循環し、鉱酸で中
和するなどして残留アンモニアを処理する。このように
処理された凝縮物をポンプ220により中間圧吸収器2
04へ、熱交換器222中で冷却用水によって冷却した
後、再循環する。全パージ装置202は、本発明では除
くのが望ましい。
The condensed effluent is removed from the bottom of absorber 204 and circulated through conduit 218 to a holding tank to treat residual ammonia, such as by neutralizing with mineral acid. The condensate thus treated is pumped by the pump 220 to the intermediate pressure absorber 2.
04, after cooling with cooling water in the heat exchanger 222, recirculation. All purging devices 202 are preferably excluded in the present invention.

【0034】[0034]

【実施例】本発明の方法の利点を次の例に関連して例示
する。 例 1500t/日(MTPD)の尿素プラント及び100
0MTPDのアンモニアプラントについて、尿素プラン
ト高圧洗浄器144からのパージ流48を、アンモニア
プラント二次改質領域36と統合した場合の効果を、コ
ンピューター・シミュレーションにより分析した。更
に、標準コスト推定プログラムを行い、利用で可能なコ
スト削減及び投資設備を計算した。
The advantages of the method of the present invention are illustrated with reference to the following examples. Example 1500t / day (MTPD) urea plant and 100
The effect of integrating the purge stream 48 from the urea plant high pressure washer 144 with the ammonia plant secondary reforming zone 36 for a 0 MTPD ammonia plant was analyzed by computer simulation. In addition, a standard cost estimation program was run to calculate the cost savings and investment equipment available.

【0035】二次改質器36の操作に何等悪影響は見ら
れなかった。パージ再循環流48は、約78.8モル%
の窒素、9.8モル%の酸素、8.0モル%のアンモニ
ア、3.1モル%のCO2 、0.3モル%の水、10p
pmv未満の水素(この水素は、水素燃焼装置100で
燃焼した後、CO2 流62からのものである)を含んで
いた。しかし、100ppmv位の多くの水素がパージ
再循環流48中に残留していると仮定すると、水素の燃
焼は工程空気(自動熱的改質器36への空気)の温度を
最大で約0.3℃しか上昇しないであろう。アンモニア
プラントでの節減は、空気圧縮機16の動力消費量を約
3.2%減少することを含み、必要な水蒸気量が減少す
ることによる空気圧縮機動力水蒸気(図示せず。)の循
環冷却水を減少した。
No adverse effect was found on the operation of the secondary reformer 36. Purge recycle stream 48 is approximately 78.8 mol%
Nitrogen, 9.8 mol% oxygen, 8.0 mol% ammonia, 3.1 mol% CO 2 , 0.3 mol% water, 10 p
It contained less than pmv of hydrogen, which was from the CO 2 stream 62 after combustion in the hydrogen combustor 100. However, assuming that as much as 100 ppmv of hydrogen remains in the purge recycle stream 48, the combustion of hydrogen raises the temperature of the process air (air to the autothermal reformer 36) up to about 0. It will only rise by 3 ° C. Savings in the ammonia plant include reducing the power consumption of the air compressor 16 by about 3.2%, and circulating cooling of the air compressor power steam (not shown) by reducing the amount of steam required. Reduced water.

【0036】尿素プラントに対する悪影響はない。投資
設備の節減には、中間圧吸収器204の除外、及び凝縮
物ポンプ及び冷却器のような付属装置、制御弁及びステ
ンレス水蒸気配管の除外が含まれている。しかし、中間
圧吸収器204の除外は、別のアンモニア含有通気流を
処理するためにアンモニア水溶液をタンクから大気圧吸
収器(図示されていない)へ供給するため推定容量20
3 /時の遠心ポンプ(図示されていない)の追加を必
要とする。
There is no adverse effect on the urea plant. Investment equipment savings include the elimination of intermediate pressure absorber 204 and the elimination of accessories such as condensate pumps and coolers, control valves and stainless steam piping. However, the exclusion of the intermediate pressure absorber 204 eliminates the estimated capacity 20 to feed the aqueous ammonia solution from the tank to the atmospheric pressure absorber (not shown) for treating another ammonia containing vent stream.
Requires the addition of a centrifugal pump (not shown) at m 3 / hour.

【0037】本発明の統合プラントで1年間の利用コス
ト節減を表1に示す。3年間の経費節減は約252,0
00ドルである。資本コストの節減を表2に与える。全
資本節減は616,000ドルであると推定された。
Table 1 shows the usage cost reduction for one year in the integrated plant of the present invention. Cost savings over the three years is approximately 252,0
It's $ 00. The capital cost savings are given in Table 2. The total capital savings was estimated to be $ 616,000.

【0038】[0038]

【表1】 a -- $2.5/MMBTU b -- $0.05/KWH c -- $0.5/MT d -- $0.03/m3 [Table 1] a-$ 2.5 / MMBTU b-$ 0.05 / KWH c-$ 0.5 / MT d-$ 0.03 / m 3

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】本発明のアンモニア/尿素の統合法を、前
記説明及び実施例によって例示した。前記説明は限定的
例示を意図するものではない。なぜなら、その記載を見
て当業者には多くの変更が明らかになるからである。請
求の範囲及びその本質内に入るそのような変更は全て請
求の範囲に含まれるものである。
The ammonia / urea integration method of the present invention has been illustrated by the foregoing description and examples. The above description is not intended to be limiting. This is because many modifications will be apparent to those skilled in the art upon reading the description. All such changes that come within the scope and spirit of the claims are within the scope of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】アンモニア合成ガス装置自動熱的改質器の空気
導入流へ再循環される高圧尿素合成装置パージ流を示
す、本発明のアンモニア/尿素の統合法の概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram of an ammonia / urea integrated process of the present invention showing a high pressure urea synthesizer purge stream recycled to an air inlet stream of an ammonia syngas autothermal reformer.

【図2】大気中への排気のために尿素合成装置パージ流
のアンモニア濃度を低下させるために用いられる中間圧
吸収器及び付随する設備を示す、従来法の尿素法の概略
図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a conventional urea process showing the intermediate pressure absorber and associated equipment used to reduce the ammonia concentration in the urea synthesizer purge stream for exhaust to atmosphere.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 尿素プラント 16 空気圧縮機 26 合成ガス製造装置 30 加熱コイル 34 一次改質器(炉) 36 二次自動熱的改質器 46 尿素合成循環工程 54 熱回収装置 56 シフト反応器 58 CO2 回収装置 60 メタン回収装置 66 圧縮機 72 水素回収装置 78 アンモニア転化器 84 低温アンモニア回収装置 96 CO2 圧縮機 100 水素除去装置 104 ストリッピング熱交換器(ストリッパー) 124 凝縮器 136 尿素反応器 144 高圧洗浄器 158 放出器 202 パージ装置 204 吸収器 219 保持タンク 222 熱交換器12 Urea Plant 16 Air Compressor 26 Syngas Production Device 30 Heating Coil 34 Primary Reformer (Furnace) 36 Secondary Automatic Thermal Reformer 46 Urea Synthesis Circulation Process 54 Heat Recovery Device 56 Shift Reactor 58 CO 2 Recovery Device 60 Methane recovery device 66 Compressor 72 Hydrogen recovery device 78 Ammonia converter 84 Low temperature ammonia recovery device 96 CO 2 compressor 100 Hydrogen removal device 104 Stripping heat exchanger (stripper) 124 Condenser 136 Urea reactor 144 High pressure washer 158 Discharger 202 Purging device 204 Absorber 219 Holding tank 222 Heat exchanger

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メグジ エヌ.シャー アメリカ合衆国テキサス州シュガー ラン ド,ケン プレース 1107 (72)発明者 リチャード ブルース ストレイト アメリカ合衆国テキサス州キングウッド, ローン シダー ドライブ 5615 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Meguji N. 1107 (72) Inventor Richard Bruce Straight, Sugar Land, Texas, USA United States 5615 Lawn Cedar Drive, Kingwood, Texas, United States 5615

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一次改質器及び自動熱的改質器、シフト
転化器、及びCO2除去装置を有し、炭化水素供給原料
と、水蒸気及び空気とを反応させてCO2 流及び水素と
窒素からなる合成ガス補給流を形成するためのアンモニ
ア合成ガス装置、 再循環流と前記合成ガス補給流とを混合してアンモニア
転化器供給物流を形成し、アンモニア転化器供給物流を
アンモニア合成反応器へ供給し、その合成反応器からの
流出物からアンモニア流を回収し、前記流出物流からパ
ージ流を回収し、循環流を形成する合成回路を有するア
ンモニア転化装置、 前記CO2 流と前記アンモニア流とを、不動態化に有効
な量の酸素と少量の窒素の存在下で約14MPaより高
い比較的高い圧力で反応させ、尿素を形成するための尿
素装置で、尿素含有流から酸素及び窒素を分離し、少量
の酸素、CO2及びアンモニアを含む約14MPaより
高い高圧窒素流を形成するための高圧洗浄器を有する尿
素装置、及び高圧窒素流を圧縮空気で自動熱的改質器へ
導入するための導管、を具えたアンモニア・尿素の統合
プラント。
1. A primary reformer, an automatic thermal reformer, a shift converter, and a CO 2 removal device, which reacts a hydrocarbon feedstock with steam and air to produce a CO 2 stream and hydrogen. Ammonia synthesis gas device for forming a syngas make-up stream consisting of nitrogen, mixing a recycle stream and said syngas make-up stream to form an ammonia converter feed stream, and directing the ammonia converter feed stream to the ammonia synthesis reactor To the effluent from the synthesis reactor and to recover a purge stream from the effluent stream to form a recycle stream, an ammonia converter having a synthesis circuit, the CO 2 stream and the ammonia stream. Is a urea apparatus for forming urea by reacting and with a passivation effective amount of oxygen and a small amount of nitrogen at a relatively high pressure of greater than about 14 MPa. Was separated, introduced into small amounts of oxygen, urea unit having a high-pressure scrubber to form a high pressure nitrogen stream from about 14MPa containing CO 2 and ammonia, and autothermal reformer high pressure nitrogen stream with compressed air Ammonia / urea integrated plant with a conduit for operation.
【請求項2】 高圧窒素導管が、空気圧縮機より下流の
圧縮空気導管へ直接連通しており、前記高圧窒素導管中
の圧力が圧縮空気導管の圧力よりも大きい、請求項1に
記載のプラント。
2. The plant of claim 1, wherein the high pressure nitrogen conduit is in direct communication with a compressed air conduit downstream of the air compressor, and the pressure in the high pressure nitrogen conduit is greater than the pressure of the compressed air conduit. .
【請求項3】 尿素装置が、高圧窒素流を処理するため
のアンモニア除去設備をもたず、高圧洗浄器からの窒素
のための大気中への排気口をもたない、請求項2に記載
のプラント。
3. The urea system according to claim 2, wherein the urea system does not have ammonia removal equipment for treating the high pressure nitrogen stream and does not have an exhaust vent to the atmosphere for nitrogen from the high pressure washer. Plant.
【請求項4】 アンモニアプラントと尿素プラントの操
作を統合するための方法において、一次改質器及び自動
熱的改質器、シフト転化器、及びCO2 除去装置を有
し、炭化水素供給原料と、水蒸気及び空気とを反応させ
てCO2 流及び水素と窒素からなる合成ガス補給流を形
成するためのアンモニア合成ガス装置;再循環流と前記
合成ガス補給流とを混合してアンモニア転化器供給物流
を形成し、アンモニア転化器供給物流をアンモニア合成
反応器へ供給し、その合成反応器からの流出物からアン
モニア流を回収し、前記流出物流からパージ流を回収
し、再循環流を形成する合成回路を有するアンモニア転
化装置;前記CO2 流と前記アンモニア流とを、不動態
化に有効な量の酸素と少量の窒素の存在下で比較的高い
圧力で反応させ、尿素を形成するための尿素装置で、尿
素含有流から酸素及び窒素を分離し、少量の酸素、CO
2 及びアンモニアを含む14MPaより高い圧力の高圧
窒素流を形成するための14MPaより高い圧力の高圧
洗浄器を有する尿素装置;を具え、高圧窒素流を圧縮空
気で自動熱的改質器へ導入する工程を有する、アンモニ
ア/尿素の統合法。
4. A method for integrating the operation of an ammonia plant and a urea plant, comprising a primary reformer and an autothermal reformer, a shift converter, and a CO 2 scavenger, and a hydrocarbon feedstock. An ammonia syngas device for reacting steam and air to form a CO 2 stream and a syngas make-up stream consisting of hydrogen and nitrogen; mixing a recycle stream with said syngas make-up stream to feed an ammonia converter Forming a stream, feeding an ammonia converter feed stream to an ammonia synthesis reactor, recovering an ammonia stream from the effluent from the synthesis reactor, recovering a purge stream from the effluent stream and forming a recycle stream. Ammonia converter having a synthesis circuit; the CO 2 stream and the ammonia stream are reacted at relatively high pressure in the presence of a passivating effective amount of oxygen and a small amount of nitrogen to form urea. A urea unit for producing oxygen and nitrogen separated from the urea-containing stream and removing a small amount of oxygen, CO
A urea unit having a high-pressure scrubber at a pressure higher than 14 MPa for forming a high-pressure nitrogen stream at a pressure higher than 14 MPa containing 2 and ammonia; and introducing the high-pressure nitrogen stream with compressed air into the autothermal reformer Ammonia / urea integrated process with steps.
【請求項5】 高圧窒素流が、自動熱的改質器へ供給さ
れる窒素の少なくとも1%を供給する、請求項4に記載
のアンモニア/尿素統合法。
5. The ammonia / urea integrated process of claim 4, wherein the high pressure nitrogen stream supplies at least 1% of the nitrogen supplied to the autothermal reformer.
【請求項6】 尿素装置が、工程窒素流の大気中への排
気を行わない、請求項5に記載のアンモニア/尿素統合
法。
6. The ammonia / urea integrated process of claim 5, wherein the urea device does not vent the process nitrogen stream to the atmosphere.
【請求項7】 自動熱的改質器よりも高い圧力で高圧洗
浄器を操作し、空気圧縮機の排出口より下流で、前記自
動熱的改質器より上流の圧縮空気導管中へ高圧窒素流を
直接供給する、請求項4に記載のアンモニア/尿素統合
法。
7. A high pressure scrubber is operated at a pressure higher than that of the automatic thermal reformer, and high pressure nitrogen is introduced into a compressed air conduit downstream of the outlet of the air compressor and upstream of the automatic thermal reformer. Ammonia / urea integrated process according to claim 4, wherein the stream is fed directly.
【請求項8】 高圧窒素流が、少なくとも70モル%の
窒素、1〜15モル%の酸素、1〜15モル%のアンモ
ニア、1〜10モル%のCO2 、3モル%以下の水、1
00ppmv未満の水素を含む、請求項7に記載のアン
モニア/尿素統合法。
8. The high pressure nitrogen stream comprises at least 70 mol% nitrogen, 1-15 mol% oxygen, 1-15 mol% ammonia, 1-10 mol% CO 2 , 3 mol% or less water, 1.
8. The ammonia / urea integrated process of claim 7, comprising less than 00 ppmv hydrogen.
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